Под музыку Вивальди: как сохранить здоровье, отпугнув подростков и крыс

Звук – это просто упругие волны, распространяющиеся в газовой среде, твердых телах и жидкости (при определенных условиях еще и в плазме, но там, конечно, слушать уже некому). Поэтому кажется глубоко неочевидной мысль о том, что звук может как-то влиять на здоровье.

Возьмем электромагнитные волны: они кругом, и мы живем за счет них (без видимого ИК-излучения Земля замерзла бы очень быстро). Батарея отопления в квартире зимой может излучать до киловатта электромагнитных волн – но никаких заметных (кроме тепла) последствий мы от этого не получаем. Отчего со звуком должно быть иначе? Как ни странно, должно. И вот почему.

Сигнализация и антисигнализация

Традиционно выживание животного зависит от его слуха. Миллионы лет человек учился не только хорошо слышать, но и точно определять – удаляется источник звука от него или приближается (мы до сих пор можем это различать, хотя и не тренируемся). Развитая сенсорная система имеет свои неожиданные последствия: начиная как минимум с шимпанзе приматы стали использовать подручные средства для производства музыки. Но если шимпанзе Барни в 2010-х только играл на сделанном из перевернутого пластикового ведра барабане, то у нас, людей, музыка значительно разнообразнее. И ее влияние на мозг – видимо, тоже.

Иллюстрация: Camille Martin, Scientific Reports, nature.com

Например, многим из нас кажется, что, слушая музыку, они могут заниматься спортом дольше и лучше в смысле результатов. Это не иллюзия: пять лет назад 127 добровольцев, средний возраст которых составил 53 года, провели через так называемый «сердечно-сосудистый тест» на беговой дорожке. В США его используют, чтобы понять, в какой форме находится человек. Люди, слушавшие музыку, совершали «забеги» (кавычки – потому что он не очень скоростной) в среднем за 505,8 секунды. Результат испытуемых без музыки составил 455,2 секунды. Поскольку опыты проводились не среди спортсменов, то разрыв очень серьезный – фактически, одинаковую нагрузку «меломаны» переносили на 1/9 дольше обычных людей. Важно отметить, что во время эксперимента частота сердцебиения в обеих группах была практически одинакова - то есть музыка не заставляла людей загонять себя, а лишь снижала ощущение их усталости.

Фото: GETTY, redbookmag.com

Как это вообще работает? Общий механизм един: прослушивание той музыки, которая вам нравится, снижает уровень стресса и ассоциированных с ним веществ в крови. Кровеносные сосуды при этом расширяются, отчего у вас либо снижается давление (если вы в покое), либо улучшается приток крови (если вы тренируетесь). Попутно серьезно снижается частота дыхания и сердцебиений.

Разумеется, это важно не только для любителей спорта. Исследования, проведенные в немецком госпитале, показывают, что, пока пациенты слушают музыку, их кровяное давление снижается на 4,9–7,5 единицы, что достаточно значимо. Правда, результаты оказались неоднородными: если Бах снижал давление в наибольшей степени, то рок-музыка (без слов) – уже слабее, а ABBA – вообще никак. Дело то ли в вокале, то ли в том, что фанатов ABBA в наши дни не так много.

Механизм «антистрессового» действия музыки, естественно, выключается, когда вы слушаете то, что вам не нравится. Об этом следует помнить, если вы планируете пробежаться с наушниками (что небезопасно в городе) или расслабиться перед рабочей неделей.

Магический инфразвук?

Чтобы хорошо улавливать любые волны, «приемная антенна» должна быть по размерам хотя бы примерно сопоставима с длиной волны. Поэтому звуки ниже 20 герц люди в норме не слышат: волны такой длины серьезно крупнее нашего тела (до десятков метров).

Однако даже то, чего мы не слышим, наш организм воспринимает. Слуховые нервы не преобразуют этот сигнал в привычный нам звук – но многочисленные лабораторные эксперименты показывают изменения в частоте сердцебиения в помещении, где раздается достаточно громкий инфразвук.

Шкала звуковых частот

Какой эволюционный смысл в выработке механизма восприятия звуков, которыми мы, люди, не можем воспользоваться полноценно для звуковой коммуникации просто в силу недостаточных размеров наших слуховых систем? Вероятно, дело в том, что крупные животные: слоны, жирафы, окапи, носороги – достаточно большие, чтобы и слышать, и издавать инфразвуки. Все они травоядные и, казалось бы, не угрожают нам. Но это только кажется.

У современных молодых слонов мужского пола – если рядом нет самцов постарше – часто бывает муст. Так называют периоды резкого роста уровня тестостерона в крови – до 20 раз. В этом состоянии слон может издавать низкие звуки, в том числе инфразвуки. Заслышав его, самки слонов начинают быстро двигаться в сторону источника звука. А вот все остальные животные – наоборот, побыстрее уносят ноги.

В этом есть глубокий смысл: слон в состоянии муста набрасывается на самку с понятными целями, а вот на всех остальных, встреченных по пути, – совсем с другими намерениями. Попросту говоря, небольших животных он топчет, а жирафов, носорогов и прочих бьет бивнями.

Африканский слон в состоянии муста атакует случайно попавшегося на пути жирафа
Фото: Jacques S Gerber, commons.wikimedia.org

В 2023 году ученые установили: в бивнях мамонтов есть те же следы резких всплесков тестостерона, что и у слонов африканских. Вывод: наши предки миллионы лет стабильно сталкивались с видом животных, которые сигнализируют о своей временной опасности инфразвуком. Логично, что как-то воспринимать его и беспокоиться по этому поводу было весьма оправдано.

Как конкретно мы воспринимаем инфразвук, если уши его не слышат? Этот вопрос далек от разрешения, но некоторые наметки уже есть. NASA достаточно давно обнаружило, что ракетные двигатели, дающие при взлете звук на 18 герцах, вызывают колебания глазных яблок, временно снижая зрение астронавтов. Сами по себе глаза – не звукоприемник, однако такой инфразвук при достаточной громкости вызывает в организме резонанс, ведущий к колебаниям глаз, как установило NASA к 1980-м годам.

Фото: NASA / KSC, esa.int

Однако важно понимать: то, что люди в экспериментах беспокоятся при громком инфразвуке, совсем не означает, что он – некое супероружие, каким его часто рисуют в популярной культуре и фильмах.

Чтобы реально вызвать сложные реакции типа беспокойства и страха у современного человека, инфразвук должен быть очень громким. Например, российская экспериментальная система для разгона демонстраций использует громкость 120 децибел – рядом с оркестром обычный звук дает громкость 100 децибел, а чтобы услышать 120, вам придется взяться за работающий отбойный молоток. Иными словами, если бы аналогичные системы применяли в звуковом диапазоне, они тоже разгоняли бы демонстрации. Сходные звуковые параметры у западной системы разгона демонстраций LRAD – там вообще от 136 до 162 дБ. И здесь инфразвук – вовсе не магическое оружие, а разновидность «шумелок».

Инфразвуковая система разгона демонстраций «Шепот» на 10 м дает 120 дБ, время работы устройства от аккумулятора достигает 50 минут, время непрерывного «инфразвучания» – 30 секунд, а интервал между периодами воздействия – 15 секунд. rustrackers.ru

Ультразвук отпугивает крыс и подростков?

Другой стороной мифов о звуках, способных вредить здоровью, выступают истории об ультразвуке, волшебным образом отпугивающем крыс. Кстати, в Великобритании сходные системы – The Mosquito – применялись и для того, чтобы подростки держались подальше от магазинов: сперва от супермаркетов сети Spar, а затем и от многих других.

Принцип действия устройств по распугиванию крыс и английских отроков абсолютно одинаков. Несовершеннолетние находятся на пике развития мозга и слуховых нервов, поэтому еще могут обрабатывать звуки высокой частоты – от 17 до 28 килогерц. После 20 лет, в норме, мозговые функции начинают снижаться, а слуховые нервы перестают слышать звуки в этой части диапазона. Крысы – в силу куда меньших размеров – сохраняют возможность слышать ультразвук всю жизнь. А вот взрослый человек их не слышит, и они не вызывают в организме резонансов, которые могли бы заставлять вибрировать глазные яблоки, как громкий ультразвук.

The Mosquito дает звук часто громче 105 дБ, причем это просто шум – что-то вроде будильника, работающего чуть громче симфонического оркестра. Если представить себе такой звук в слышимом для взрослых диапазоне, то сразу легко понять, почему подростки действительно с трудом могут находиться в месте работы такой британской системы достаточно долго. Это все равно что слушать писк комара, внезапно обретшего громкость реактивного двигателя.

Ситуация с крысами отличается от этой только в одном. Для них используется более высокий звук, чем для подростков. А чем больше килогерц в звуковой волне, тем быстрее она поглощается окружающей средой. Собственно, поэтому слоны и используют инфразвук: в условиях земных равнин он может распространяться на расстояние до ста километров. А вот ультразвук может затухнуть уже через десятки метров. Поэтому, если у крысы есть выбор – жить рядом с ультразвуковой «пугалкой» или в ста метрах от нее, то она выберет второе и будет не слишком расстроена. При этом она вполне может прийти в место с таким устройством, чтобы пообедать, а затем гордо удалиться восвояси – например, в свою нору неподалеку.

Важно понимать: долгосрочного вреда здоровью ни грызунам, ни людям ультразвук не наносит. УЗИ-диагностика использует достаточно мощные звуки, но многочисленные исследования показали, что беды от них нет. Даже медицинский ультразвук, применяемый для «разбивания» камней в почках, абсолютно безопасен для живой ткани.

Конечно, если поднять громкость звука – обычного, инфра- или ультра- – до 180 дБ и выше, то начнут лопаться сосуды в легких и не только. Но дело тут в мощности, а никак не в том, какой именно тип звука вы используете.

И еще – звуковое оружие, о котором так долго грезили фантасты, вряд ли когда-то станет практичным. Мощность, которая выдаст звук 180 дБ и выше, более чем сопоставима с мощностью лазерных излучателей, способных сбивать беспилотники. А ведь дальность распространения лазерного луча намного больше, чем у звукового оружия.